Viết chương trình vẽ hoàn thiện tuyến hình tàu thủy, chương 4 ppt

Chương 4: Các biểu thức xấp xỉ cho phép khắc phục các trường hợp đặc biệt  Giả sử bài toán xấp xỉ đường hình đang gặp chứa các giá trị  và  như thế nào đó để điều kiện 2.1.22 không đ

Chương 4:

Các biểu thức xấp xỉ cho phép khắc

phục các trường hợp đặc biệt

 Giả sử bài toán xấp xỉ đường hình đang gặp chứa các giá trị

 và  như thế nào đó để điều kiện (2.1.22) không được thoả mãn, điều có thể hiểu như, khi đường cong đã cho đang được nghiệm bởi một hàm y = g(z) nào đó, thay vì biểu thức (2.1.2) Hiện tượng được đề cập ở đây không phải ít gặp, nhất là trong các trường hợp hàm hoá các đường hình đã có sẵn, hoặc đường cong hàm hoá

được cho như một ví dụ ngẫu nhiên Có thể bắt gặp trường hợp đó trong những đường hình tại khu vực mũi quả lê hoặc vùng có độ cong thay đổi phức tạp ở một số các đường hình cá biệt Khi đó có thể tìm hàm g(z) dưới dạng hiệu của hai hàm xác định:

g(z)  sth(z)  th(z) (2.1.31)

Trong đó sth(z) là hàm nhận được sau khi thêm, có dạng (2.1.2), còn th(z) là một hàm được chọn thêm thích hợp, để điều kiện (2.1.22) đối với hàm sth(z) được thoả mãn

Chẳng hạn nếu chọn hàm th(z) dưới dạng:

nth

th

th z a z

 ( ) (2.1.32)

Trong đó ath tạm thời là hệ số phải tìm, còn luỹ thừa nth

nguyên, có thể chọn tuỳ ý sao cho thoả mãn điều kiện:









 1

1 2

th

n (2.1.33)

Việc lựa chọn hợp lý bậc luỹ thừa của hàm được thêm nth cần

thiết sẽ được xem xét thêm ở phần dưới

trên cơ sở đáp ứng các yêu cầu cơ bản của hàm số trư ớc và sau khi

thêm là phải bằng nhau về diện t ích, momen và yt

S sth = S + S th

M oy (sth) = M oy + M oy (th)

y t(sth) = y t + y t(th)

Khi đó có thể viết hệ số diện tích sth và độ cao trọng tâm

tương đối sth của đường hình được xấp xỉ bởi sth(z) dưới dạng các

biểu thức:

h h a y n

h a h y

nth th tt th

nth th tt sth

) (

1

1













 (2.1.34)

và

h n

h a h y

n

h a h y

th

nth th tt

th

nth th tt

sth

) 1 (

2

1

2 2

















(2.1.35)

Việc lựa chọn hệ số ath và luỹ thừa nth trên cơ sở các biểu thức

(2.1.32), (2.1.34) và (2.1.35) đồng thời thực hiện (2.1.22) có sự

phức tạp đặc thù, do đó thích hợp hơn cả là thực hiện qua một số

lần kiểm tra đúng dần, sau khi cho nth1, viết các biểu thức của sth

,sth, tạm thời coi ath1 như một ẩn số, kiểm tra điều kiện (2.1.22),

nếu không đúng sẽ tiếp tục cho ath2 , nth2 và thực hiện lặp lại cho

đến khi điều kiện đó được thoả mãn

Hình II.4 Đường cong hàm hoá trong trường hợp  <f1(x)

2.1.5 Phạm vi áp dụng thuật toán hàm hoá của đề tài:

Do thời lượng thực hiện đề tài có hạn nên đề tài chỉ đi sâu nghiên cứu đa thức xấp xỉ bậc 2m Đồng thời nghiên cứu sâu hơn

về các trường hợp có thể xảy ra trong khi áp dụng đa thức xấp xỉ bậc 2m cho các đường hình tàu thuỷ Khắc phục các trường hợp đa thức xấp xỉ bậc 2m không mô tả được các đường cong đặc biệt Như đã nêu ra ở trên, để hàm hoá một mặt cắt ngang tàu thủy, cần phải có các yếu tố đầu vào_tạm gọi là các tham số điều khiển bao gồm:

+ Chiều cao mặt cắt ngang h = y t – y 0nh

+ Chiều rộng tại điểm có cao độ tính toán y t

+ Diện tích mặt cắt ngang S hay đơn vị thứ cấp là hệ số béo

MCN

+ Momen mặt cắt ngang đối với trục oy M oy hay đơn vị thứ cấp là cao độ trọng tâm tương đối 

Mục đích sâu xa nhất của bài toán hàm hoá là phục vụ cho công tác thiết kế, ở đó, các đối tượng đầu vào là các yếu tố khách quan của tự nhiên đã được đưa vào các biểu thức toán cụ thể Các tham số điều khiển được biểu diễn dưới dạng các đa thức xấp xỉ, chẳng hạn đa thức bậc 2m Như thế, các tham số được cho chính xác và phụ thuộc vào mục đích thiết kế

Tuy nhiên để chứng tỏ khả năng biểu diễn đường hình của thuật toán hàm hoá, cần thiết phải thử nghiệm với các dạng đường hình đã có, các đường hình này, theo cách truyền thống, vẫn được

cho dưới dạng bản vẽ và bảng toạ độ đường hình Khi đó đường hình được cho dưới dạng các điểm rời rạc trên đường cong Như vậy để phục vụ cho bài toán hàm hoá, nhất thiết phải có đủ các thông số điều khiển cần thiết, với các tham số như độ cao tính toán

h và nửa rộng tại độ cao tính toán y t là đã được cho trực tiếp trên

đường hình, các tham số còn lại_tức diện tích S và momen của đường cong đối với trục oy M oy phải được xác định chính xác Điều này dẫn đến yêu cầu cấp thiết là phải tìm ra phương pháp tính thích hợp mà với phương pháp đó có thể tính chính xác các thông

số hình học hình cong phẳng từ toạ độ các điểm rời rạc.Với yêu cầu và nhiệm vụ như trên, thuật toán Spline được nghiên cứu nhằm tạo ra một phương pháp tính nhằm đáp ứng tốt hơn mục đích hàm hoá đường hình từ bảng toạ độ đường hình